利用具有化学编码智能的微型机器人,消除身体内的激素污染

   机械小金        



化学可编程的微型机器人将激素编织成网。该管状微型机器人由内层铂(Pt)和外层聚吡啶(PPy)组成,可将底物H2O2燃料转化为自推进动力,高效去除雌二醇污染物。


上图展示的是未来的研究方向,可能涉及驱动机制(1)、主动和响应能力(2)、群体智能(3)和模块化系统(4)、机器学习(5)以及包括无线通信(6)、信号处理(7)、自主治疗(8)和自我修复(9)在内的多功能集成的进一步发展。


来自布拉格化学技术大学、延世大学和布尔诺工业大学的研究人员团队开发了一种具有化学编码智能的微型机器人,它可以从溶液中去除激素污染物。他们已经在《自然机器智能》上发表了他们的研究结果。香港中文大学和多尺度医疗机器人中心的Jin Dongdong和Li Zhang分别在同一期发表了一篇新闻和观点文章,概述了微机器人研究的现状,并描述了研究人员在这一新努力下所做的工作。


正如Jin和Zhang所指出的,大多数微型机器人几乎没有智能——它们是单一用途的实体,通常使用磁铁在外部控制。但他们也指出,微型机器人研究正在发生变化,增加了局部智能,赋予它们在执行功能时与环境互动的能力。例如,研究人员创造了可编程的多层微型机器人,能够在没有人类帮助的情况下从溶液中去除激素污染物。


这些微型机器人是三层的开放式管子。管子最里面的部分是由铂制成的。当浸入含有过氧化氢的溶液时,过氧化氢被铂催化,将其转化为水和氧。在这个过程中,氧气气泡从微机器人管的一端喷出,产生足够的力来推动它。因此,微型机器人的内部就是发动机。


该微型机器人的外部部分是由聚吡咯制成的,其目的是进行化学反应,从而消除溶液的污染。研究人员还在外层添加了磁铁矿纳米颗粒,通过使用磁铁提供了外部控制的选择。他们指出,由于机器人的动作,溶液的pH值发生了变化,微机器人外层的表面电荷也发生了变化,这导致了亲和调节。当微型机器人在溶液中移动产生激素(雌激素)纤维时,它在溶液表面创建了一个各种各样的网(由纤维制成),以便移除。如果这还不够,当几个微型机器人被放入解决方案时,它们相互作用,形成一个群体,一起工作,创造出一块可以很容易地从解决方案中移除的纤维。

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